人形机器人时代来临,核心零部件有哪些

马斯克没说错,人形机器人时代或许真的要来了。从最近不管是科技巨头还是创业公司纷纷推出的人形机器人产品来看,马斯克所预言的“未来地球上机器人的数量将超过人类”或将真会实现。

作为高度智能的具有感知、决策和执行能力的人类的“替身”,人形机器人背后的核心器件至关重要,供应链企业或要早做准备。

人形机器人时代来临

在人类发展历程中,“偷懒”或对“效率”的无限追求中,驯养了家畜、发明了机器......不断解放着自己,制造具有高度智能又长着人类一样外表的人形机器人可谓这一追求的极致表现。但人类不是造物主,要制造媲美高等生物的智能机器人谈何容易?!不过,时下,这一发展或许已行至拐点。近两年来,人形机器人不断掀起一次又一次的小热潮,成为科技企业们瞄准的新方向。波士顿动力的机器狗、特斯拉的人形机器人“擎天柱”,亚马逊投资的机器人“Digit”,三星投资的两足步行机器人“HUBO”,小米的机器狗“铁蛋”……科技巨头纷纷下场,赛道变得异常火热。

这两天正在召开的“2023世界机器人大会”上,更加印证了这一火热趋势。相比往年展会上只有个别人形机器人,今年的展会现场一下子推出了十多款人形机器人,有吟诗作对的李白机器人,有能歌善舞的迎宾机器人,还有能制作咖啡、按摩的家政服务机器人,让观众仿佛进入了一个魔幻的机器人时代。

安信证券指出,从劳动力替代角度来看,人形机器人在两年投资回报期情形下将逐步实现从B端至C端的量产推广。Tesla CEO马斯克在今年5月股东大会中指出长期维度人形机器人价值将超过电动车。Frost & Sullivan预测,预计全球人形机器人市场到2026年市场规模将达到80亿美元,占全球智能服务机器人解决方案产业市场规模的11.8%。

值得关注的是,加速人形机器人产业化进程的相应政策也在最近相继落地。例如,《“十四五”机器人产业发展规划》《山东省制造业创新能力提升三年行动计划(2023—2025年)》《深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案(2023—2024年)》《北京市机器人产业创新发展行动方案(2023—2025年)》等,多地利好政策有望推动人形机器人加快工程化和产业化。

核心零部件尤为重要

人形机器人作为一个集人工智能与机器人于一体的复杂系统,尽管还处于产业爆发早期阶段,但所展示的广阔前景让产业链厂商不敢忽视。总体来看,上游的核心软硬件系统至关重要,硬件主要包括伺服电机、减速器、控制器、传感器、大算力芯片等;软件包括机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等。

作为人类的“替身”,人形机器人的感知能力不可或缺。传感器作为实现人形机器人自动检测感知与自动控制的首要环节,是核心关键器件。其中,内部传感器包括编码器、力矩传感器、惯性传感器等,外部传感器包括激光雷达、视觉传感器、味觉传感器、嗅觉传感器等。随着人形机器人市场的不断开拓,传感器的品类、数量需求也将随着增长,编码器、力学传感器、惯性传感器等传感器产业有望获得快速发展机遇。

人形机器人不仅要有人类一样的外形,更应该具有像人类一样的智慧大脑,所以,对传感器数据进行处理并发出控制指令的大算力芯片是人形机器人必不可少的核心器件。以小米最新发布的仿生四足机器人CyberDog 2为例,配置了21T的算力,据证券公司报告,这些算力来自英伟达芯片和双协处理器,其中协处理器采用了全志科技的芯片。随着人形机器人的智能化程度不断提升,对算力的需求也必将不断升级。智元机器人刚刚发布的远征A1人形机器人就配置了高达200T的AI算力,搭载百亿级参数WorkGPT大模型,以及智元 EI-Brain具身智脑系统,这款拥有49个自由度的人形机器人不仅有灵巧的身体,还有高度智能的大脑。

另外,由于人形机器人需要具有像人类一样灵活精巧的关节,使得智能关节的控制与驱动至关重要,执行器堪称人形机器人的最核心部件。此前,在特斯拉二季度财报电话会议上,马斯克就透露其Optimus机器人产能受限的原因主要是缺乏现成的执行器。据悉,执行器由多种零部件共同组成,可分为:传动装置、驱动装置、感知装置、控制装置以及制动器、轴承等,其中驱动器和驱动器芯片是两个关键环节。国盛证券研报指出,为实现高度复杂的运动控制,人形机器人伺服驱动器承担部分运动控制功能,发挥“小脑”的作用。驱动器是运动控制硬件中价值量占比最高的环节,而电机驱动芯片决定着驱动器的响应速度和控制精度。

除此之外,人形机器人的电源供应及续航能力对锂电池及电源管理芯片、功率器件等都带来新的需求。

在机器人技术持续迭代、政策、AI大模型及更多巨头与创业企业入局等多方因素推动下,人形机器人产业或迎来超预期落地,国内具有相应技术的产业链零部件企业应提早布局,以迎接产业爆发带来的难得契机。

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THE END
0.中国机器人3大痛点:高端产业低端化,800多家企业近半无产品,核心零除了高端产品缺乏,我国机器人产品的核心零部件依赖进口的局面仍未改变。控制器、伺服电机、减速机被视为机器人的三大核心零部件,占到机器人成本的70%,这也是制约中国机器人产业的主要瓶颈。 上述白皮书数据显示,2015年约有75%的精密减速器由日本进口,主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等;伺服电机和驱动 jvzq<84crr4jmjsejco/exr1Aciukxs?ujux(jur?cxuklqg(euovnsvkfC98;:9(euov{tnngx>c{ykenk
1.一篇读懂工业机器人的核心零部件控制器、伺服电机、减速器控制器、软件与本体一样,一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发,各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。 国内企业机器人控制器产品已经较为成熟,是机器人产品中与国外产品差距最小的关键零部件,国内控制器与国外产品存在的差距主要在控制jvzquC41yy}/ovxqpnoog7hqo0io1rshq1927;550unuou
2.机器人学:(1)机器人基础极坐标机器人SCARA(Selective Compliance Assembly RobotArm)选择顺应性装配机械臂,又名水平多关节机器人。是1978年日本山梨大学牧野洋教授发明的一种用于装配作业的机械臂,有三个转动关节和一个移动关节。大量用于装配印刷电路板和电子零部件。 5)通用多关节机器人 主要指6自由度或5自由度关节型工业机器人,一般有5或6个独立的转jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|gkzooa=89466698ftvkimg8igvcomu864;8988B<
3.海门工业机器人三大核心零部件实现本地化生产“目前,海门正在加速构建工业机器人产业链。”昨天,海门区发改委主任俞军在接受记者采访时表示,当前海门工业机器人实现了关键核心技术自主可控,工业机器人的三大核心零部件——控制器、伺服电机和精密减速器均可在正余镇本地化生产,实现了创新链产业链深度融合。 jvzq<84lu0vfqyqg0eun0ls1p4532;6127731l882562/<9943=:37mvon
4.国产核心零部件发展推动自主品牌工业机器人市占率提升业内认为,国内自主品牌机器人的快速发展,与我国机器人核心零部件产业的发展相关。 “机器人的核心零部件主要是控制器、伺服电机和减速器,三者可以占到多关节机器人总成本的60%到70%。过去我国核心零部件主要靠进口,尤其是减速器,技术几乎垄断在日本企业手中。”中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚说。 jvzquC41o0irp7hqo0io1yu1eqtugwy1427:/9>1445dqwygpve87?>5764ivv
5.谐波减速器行业研究:多元需求藏变局,国产突围尤可期|谐波|减速器|谐波减速器位于行业上游,广泛渗透于从加工制造到终端应用场景的整个工业体系。目 前国内谐波减速器下游最大的应用场景就是工业机器人。此外非机器人领域也为谐波减 速器带来新的需求增量,比如数控机床、光伏设备、航天器以及医疗器械等领域。 机器人核心零部件主要包括精密减速机、交流伺服电机、控制器。精密减速器是连jvzq<84m0uooc7hqo0io1jwvkerfa@948:?1:@9a3dgbf>h9c2622::7u;4ivvq
6.机器人核心零部件(减速、伺服)上市公司谁更强机器人核心零部件值得大家关注吗,我相信答案是肯定的,但是机器人行业主要销售对象是大型工业企业,虽然机器人从成本的角度来看比人力更节约,但是前期投入巨大,必须有实力的企业和利润丰厚的企业才会进行改造,在当前经济下行的大背景下,对当前行业扩张形成一定压制作用。 jvzquC41goisgjykxg4fc|yoqpkz0lto1Husv~sg1X5TjjwgaCxuklqgFgzbku4424917;73:4<649=:69<889
7.机器人减速器个股梳理机器人的核心技术难度最高的三大零部分别是控制机器人减速器个股梳理机器人的核心技术难度最高的三大零部分别是控制器(成本占比15%)、同服电机,(20%)和精密减速器(35%)。减速器壁垒和重要性排序:谐波减速器>RV减速器>行星减速器>传统减速器。一、谐波减速器1、$丰立智能(SZ301368)$ ,年产3.5万件精密谐波减速jvzquC41zwkrk~3eqo53;><74:>7987756914>8
8.机器人行业研究报告:智能化造就新时代,自动化生产成刚需核心零部件高技术壁垒,伺服系统进口替代有望突破。工业机器人上游 核心零部件分别为控制系统、伺服系统、减速器,相比中、下游技术壁 垒较高。目前国内市场高端核心零部件仍然以进口为主,中国出口核心 零部件大多为中低端产品。工业自动化上游核心零部件控制器由日本发 那科、瑞士ABB、日本安川电机、德国KUKA占领;伺服系jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8hh4U{eUA}:H2|0c{ykenk0fnyckny03:=4498:2